[發明專利]一種用于船舶尾氣鈉堿脫硫系統的嵌入型閉環控制方法

有效

• 申請號: 201711441906.7
• 申請日: 2017-12-26
• 公開（公告）號: CN108268074B
• 公開（公告）日: 2019-12-31
• 發明（設計）人: 鄧軍;夏亮;石瑞;張國孟;王逸
• 申請（專利權）人: 上海亨遠船舶設備有限公司
• 主分類號: G05D27/02
• 分類號: G05D27/02;B01D53/50;B01D53/78
• 代理公司: 31320 上海世圓知識產權代理有限公司
• 代理人: 陳穎潔;王佳妮

本發明的目的在于設計一種用于船舶尾氣鈉堿脫硫系統的嵌入型閉環控制方法，由控制計算機采用嵌入型閉環控制系統首先根據實時工況匹配相應的操作參數，然后根據CEMS所監測SO₂、CO₂等的實時濃度對脫硫液泵和鈉堿蠕動泵進行閉環控制。該系統響應時間短、操作簡單，相關設備運行穩定、波動小，各物料消耗直觀易得，確保尾氣達標排放。

技術領域

本發明涉及船舶尾氣鈉堿脫硫技術領域，尤其是涉及一種鈉堿脫硫系統的嵌入型閉環控制方法。

背景技術

根據MARPOL公約附則VI規定，航行在排放控制區(ECA)的船只，必須燃燒含硫量等于或小于0.10％(m/m)的低硫燃油，或船舶使用經批準的減排技術，使SO₂排放等效于燃燒等于或小0.10％的低硫燃油。相比于燃燒高硫油，船舶燃燒低硫油將使船舶額外增加70％的燃油費用，因此船舶航行過程中主要燃燒高硫油。為滿足較高的SO₂脫除要求，常采用濕法脫硫技術，鈉堿脫硫是現階段比較成熟的高效船舶尾氣脫硫方法。

目前脫硫控制系統主要對脫硫液pH值進行調節控制，通常采用PID或復雜PID控制算法。由于pH值滯后時間長、非線性、擾動因素多，很難用經典與現代控制理論建立精確的數學模型，采用常規的控制算法既無法保證系統動態響應效果，更無法保證系統穩態精確控制。當船舶發動機工況改變引起相應參數變化時，易引起系統運行的不穩定。

嵌入型閉環控制系統的主要思路是：首先根據運行工況，從主要工況數據庫中匹配相應的工藝操作參數，通過PLC發出指令執行；然后根據CEMS監測數據，控制計算機進行計算得出排放尾氣的硫碳比(S/C)，此計算值與排放標準設定值進行比較后，再由PLC發出相應指令，調整脫硫液流量和鈉堿液流量。以此實現對尾氣中SO₂排放濃度的控制。

發明內容

本發明的目的是提供了一種用于船舶尾氣鈉堿脫硫系統的嵌入型閉環控制方法，響應時間短、操作簡單，相關設備運行穩定、波動小，各物料消耗直觀易得，確保尾氣達標排放。

本發明的目的是這樣實現的：一種用于船舶尾氣鈉堿脫硫系統的嵌入型閉環控制方法，其特征在于所述方法包括以下步驟：

A、根據柴油機的運行工況，從數據庫中導入相匹配的工況數據參數；

B、判斷是否變工況，如是，則返回步驟A，如否，則進入C；

C、采集CEMS數據，計算硫碳比S/C，并判斷S/C是否超過排放限制值，若超過排放限制值，則通過PLC控制增加脫硫液或鈉堿液的加入量，若低于排放限定值，則通過PLC控制減少脫硫液或鈉堿液的加入量，并且在排放達標的前提下，使緩沖罐中脫硫液的pH維持在6.8～7.2之間；并且達到以上條件后，脫硫液流量和鈉堿液流量維持穩定；

D、將該工況下新的穩定工藝參數，包括脫硫液流量，鈉堿液流量，脫硫液pH，更新覆蓋到數據庫，實現嵌入型閉環控制。

進一步地，所述的數據庫內包括不同工況下的工況數據參數，包括脫硫液、鈉堿液的流量以及此流量下閥門開度。

進一步地，所述PLC用于采集和記錄整個鈉堿脫硫系統的運行參數，包括脫硫液流量，脫硫液溫度，鈉堿液流量，尾氣進出口SO₂、CO₂等的濃度，緩沖罐中液體pH、液位。

進一步地，所述PLC用于制脫硫液溫度，浮球閥控制液位以及補水。

進一步地，所述硫碳比的排放限制值為S/C≤4.3。

進一步地，所述的硫碳比(S/C)的計算公式為

進一步地，PLC還接入故障緊急停機指令及安全報警聯動，包括系統參數報警、工藝運行參數報警、設備故障報警以及因不同報警而產生的保護聯鎖動作。